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Le poids propre des éléments

Une première étape pour réaliser la descente de charge est de déterminer le poids propre de tous les éléments constituant le bâtiment. En effet, aucune masse n'échappe à l'attraction terrestre, tout élément constitutif d'un bâtiment est donc soumis à une force l'attirant vers le centre de la terre.

Il est donc indispensable de connaître les matériaux ou matières constituant chaque élément ainsi que leur quantité mise en oeuvre : connaissant le volume de chaque matière ou matériau et leurs poids volumiques respectifs, on peut déterminer le poids de l'élément considéré en multipliant le volume de matière à son poids volumique.

Ce tableau exprime graphiquement le poids volumique des matières ou matériaux courants utilisés en construction. On peut y distinguer différentes familles (en terme d'ordre de grandeur du poids volumique) :

  1. Les matériaux qui flottent, c'est-à-dire ceux qui sont plus légers que l'eau (< 10 kN/m3, autrement dit < 1000 kg/m3 ou < 1 tonne/m3) : les matériaux isolants et la plupart des bois.
    Le bois est environ 30 fois plus lourd que du polystyrène expansé (frigolite).
  2. Les matériaux minéraux/pierreux, dont les poids propres varient environ entre 15 et 30 kN/m3 : sable, briques, pierres, béton, etc.
    Le béton armé est environ 3 fois plus lourd qu'un bois feuillu.
  3. Les métaux, sensiblement plus lourds : zinc, acier, cuivre, etc.
    L'acier est environ 3 fois plus lourd que le béton armé.

 

Ce tableau peut être nuancé et/ou enrichi à souhait : on sait que la pierre ponce est très légère, certains bois exotiques sont plus lourds que l'eau, l'aluminium est un métal particulièrement "léger", un matériau humide sera toujours plus lourd qu'un matériau sec, etc.

 

On peut toutefois s'y référer pour la plupart des matériaux et applications courants.

Poids volumique apparent

Par facilité, on donne parfois le poids volumique dit apparent de certains matériaux. C'est le cas par exemple des blocs de béton creux. Il faudrait en théorie calculer les parties pleines et les parties vides du bloc entier et multiplier ce volume par le poids volumique du béton non armé... fastidieux !

Les fabricants mentionnent plutôt un poids volumique apparent, c'est-à-dire le poids volumique d'un bloc plein de mêmes dimensions ayant au final le même poids que le bloc creux. Le bloc ci-contre a ainsi un poids volumique apparent de 14 kN/m3, nécessairement inférieur au poids volumique du béton non armé utilisé pour fabriquer ce bloc (21 kN/m3), car il contient des vides !

Il en va de même par exemple pour les hourdis en béton armé ou précontraint utilisés dans les planchers horizontaux : le fabricant donne le poids apparent des hourdis mis en oeuvre, c'est-à-dire vides compris et avec le béton de remplissage. Il va même plus loin pour nous faciliter la tâche : il fournit le poids surfacique du plancher, et ce, en fonction du modèle de hourdis utilisé. Il ne faut donc plus multiplier cette donnée par un volume, mais bien par la surface du plancher considéré pour connaître son poids total.

Enfin, il faut être conscients que certains matériaux de construction incluent en leur sein plusieurs matériaux constitutifs qui peuvent avoir des poids volumique fort différents. Par facilité on ne les dissocie pas. On admet ainsi généralement une valeur donnée fixe pour le béton armé (25 kN/m3) même si dans les faits une poutre-linteau sera un peu plus lourde à volume égal qu'une semelle filante faiblement armée, car elle contiendra proportionnellement un peu plus d'acier au poids volumique élevé (78 kN/m3) comparativement au béton non armé (24 kN/m3).

Le poids volumique des parements en briques de terre cuite, constitués d'environ 80% de briques et 20% de mortier (sable, eau, ciment), est renseigné pour le parement dans son entièreté, joints compris. On ne doit plus recalculer pour les cas courants cette proportion de joints et de briques.


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